ThyssenKrupp VDM bietet weiterentwickelten Hochleistungswerkstoff

ThyssenKrupp VDM hat gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich den Hochleistungswerkstoff Crofer 22 H für Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) entwickelt. Der neue Werkstoff ermöglicht Leichtbaustacks, also Blöcke aus mehreren Brennstoffzellen, beispielsweise für den Einsatz in Fahrzeugen.

»Mit der Entwicklung des Crofer 22 H steht eine kostengünstigere Legierung mit verbesserten Eigenschaften gegenüber Stahl für Interkonnektoren-Platten zur Verfügung«, sagt Dr. Jutta Klöwer, Leiterin Forschung und Entwicklung bei ThyssenKrupp VDM. Das gelte sowohl für die großindustrielle Energieversorgung als auch für kleine, dezentrale Einheiten im Haushalt und für die Energieversorgung von automotiven Anwendungen.

Die Festoxid- oder Hochtemperatur-Brennstoffzelle liefert saubere Energie in Form von Wärme und Strom bei hohen Wirkungsgraden. Bei dieser Brennstoffzellen-Technologie wird aus Kraftstoffen wie Diesel, Benzin oder Methanol bei Temperaturen bis 900 °C wasserstoffreiches Gas gewonnen.

Der Crofer 22 H, speziell für Hochtemperatur-Brennstoffzellen entwickelt, enthält zwischen 20 und 24 Prozent Chrom sowie weitere Legierungsmittel wie Wolfram, Niob, Titan und Lanthan. Der neue Werkstoff zeichnet sich durch hohe Korrosions-Beständigkeit bei Temperaturen bis 900 °C, gute elektrische Leitfähigkeit der Oxid-Schicht und eine hohe mechanische Festigkeit bei Anwendungstemperatur aus und lässt sich zudem gut verarbeiten.

In der Brennstoffzelle wird der Hochleistungswerkstoff in den so genannten Interkonnektoren verwendet. Diese Stahl-Zwischenplatten verbinden die einzelnen Zellen zu einem leistungsfähigen Brennstoffzellen-Stapel. Dabei muss der Werkstoff viele Anforderungen erfüllen: Er muss innerhalb der Brennstoffzelle elektrisch leitend, korrosionsfest, mechanisch stabil, belastbar und leicht zu verarbeiten sein und darf keine negativen Auswirkungen auf die Zelle haben. Die Ausdehnungswerte unter Einfluss von Wärme entsprechen den Werten der für die Zellen verwendeten Keramik. Das verhindert mechanische Spannungen, die die Keramik beschädigen könnten.

Der Einsatz der Brennstoffzelle als Auxiliary Power Unit, also als An-Bord-Stromversorgungsaggregat, ist in Autos, Lkw, Flugzeugen oder auf Schiffen sowie in vielfältigen Anwendungen der Gebäudeenergieversorgung oder in kleinen und großen Blockheizkraftwerken möglich.

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